棒线材连轧过程能耗优化设计

通过引入孔型尺寸计算模型等方法,建立棒线材连轧过程能耗优化问题的数学模型及其优化系统.该模型具有数学上的连续性,能够反映棒线材连轧机组中各参数的连续变化过程,并可采用解析法对其进行寻优计算.优化系统具有较高的计算效率,且计算结果稳定可靠.     

棒线材连轧全部道次轧件尺寸预测通用模型

棒线材轧制的尺寸精度至关重要，但因轧制道次多、孔型内变形复杂，所以提高尺寸精度难度大。建立棒线材连轧过程全部道次轧件尺寸预测通用模型，为计算和预测棒线材轧制变形提供了高效的方法。分别预测了轧制?9 mm规格Q235和65Mn线材以及轧制?40 mm规格40Cr和20CrMnTi棒材全部道次的轧件尺寸，其中轧制参数按照模型推荐的全部道次压下量进行预测，最终预测成品尺寸的相对误差为-1.56%～0.78%,绝对误差为-0.14～0.07 mm,预测精度满足目前钢铁企业实际生产的最高精度需求。该模型在计算不同类型生产线轧制的各类钢种时具有通用性，有较高的计算时效性，可作为棒线材轧制工艺数字化转型的基础模型。     

棒线材组织-性能预测的进展及展望

棒线材组织－性能预测是利用物理冶金模型对棒线材生产中的各种金属学现象进行计算机模拟，预测产品的组织及性能，从而实现对钢材性能质量的控制及工艺和组分的优化设计。本在阐述棒线材组织－性能预测概念的基础上，总结了计算模型的建模、结构及其最新进展，介绍了此项技术在国内外的实际应用情况，并对其发展前景作出了展望。     

高速线材生产过程组织性能预测模型仿真

 采用计算机对高速线材生产过程进行模拟,开发出具有较高准确度同时具有对不同轧制工艺有较好通用性的高线生产仿真系统。利用有限元方法计算了线材在待轧、轧制、水冷及风冷过程的温度场;通过对再结晶动力学模型的解析,得到了静态再结晶、动态再结晶的分数以及奥氏体晶粒在轧制过程中的变化情况;通过组织演变模型和温度模型的耦合计算,模拟出斯太尔摩风冷线上线材的组织变化过程;建立了利用初始化学成分和组织组成预测高线产品力学性能的BP神经网络模型,通过生产过程数据的训练,实现了对线材力学性能的预测。仿真计算的结果对线材控轧、控冷工艺的改进有一定的指导意义。     

棒线材粗轧机组负荷裕量优化分配算法

 为充分利用棒线材粗轧机组的能力,应用负荷裕量优化分配的思想计算轧制规程。针对棒线材粗轧机组平辊和立辊交替轧制的特点,在轧件高度和宽度2个方向上使用交替迭代的方法进行计算,迭代过程采用二分法,避免了迭代不收敛问题。结合实际生产数据进行计算分析,结果表明,经该算法优化后,粗轧机组各机架的负荷裕量基本处于同一水平,偏差在3%以内,这种状态能够更加合理地发挥设备能力。     

棒线材无头轧制系统的工艺过程分析

简要介绍了无头轧制的概念和无头轧制系统的发展概况,分析了棒线材无头轧制系统核心设备（移动式闪光焊机）的组成及功能特点,及棒线材无头轧制系统的工艺过程。     

棒线材热连轧过程综合数值模拟系统的开发及应用

为方便考察生产线布置、轧制工艺参数等对棒线材在热连轧生产过程中变形、温度和组织演变的影响,采用Fortran语言编写核心计算模块、SQL Server 2000开发数据库及数据库管理模块、VB语言编写入机交互界面,开发了棒线材热连轧过程综合数值模拟系统.利用开发的系统针对宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司棒材生产线生产GCr15轴承钢棒材的实际工艺参数进行了计算,计算值与现场测量值吻合较好,说明系统可以较准确地预测轧件在轧制过程中的温度场、轧制力、轧制力矩和平均奥氏体晶粒尺寸演变情况,可以为考察生产工艺对轧件组织的影响提供参考.     

棒线材连轧中的张力控制

对棒线材生产中的连轧张力进行了系统分析,提出张力控制对生产过程的稳定性和最终产品的尺寸精度具有重要影响。对影响张力的主要设备和工艺因素给出了理论分析;提供了实际应用中连轧过程中的张力值的判断方法和调整依据,提出了利用活套套型和速度级联变化数据实现棒线材连轧过程中的张力精准控制的解决方案。该方案可直接减少深加工过程中的模具损耗,提高工作效率以及优化最终产品质量。     

轧制变形的信息网络优化方法

研究了连轧机轧制棒，线材的力能及变形参数优化方法，提出了适用于轧制过程的信息网络优化技术，用该方法不但可以优化了最佳孔型系统，而且能够在已知孔型系统时确定出各道次最佳变形量，达到节能，节材，保证产品质量的目的。     

高速棒材倍尺飞剪工艺技术改进

简要介绍了长钢轧钢厂高速棒/线材复合生产线工艺布置,通过对高棒倍尺飞剪后摆杆系统改进、尾部倍尺进行优化,降低了故障率,提高了生产效率。     

五机架冷连轧机的负荷分配计算

针对八辊五机架全连续冷连轧机在轧制过程中的特点,在综合考虑了轧机产量和产品质量的前提下,用多目标优化问题的求解方法对多辊冷连轧机的轧制策略进行优化,确定各机架的负荷和待轧带钢的目标厚度,并开发了河北中钢1 250 mm八辊五机架全连续冷连轧机的负荷分配计算程序。通过现场实例证明,该方法精度高、速度快,可满足在线控制需求,是一种适合多辊全连续冷连轧机的负荷分配方法。     

考虑铸轧协调的炼钢-连铸-热轧一体化生产计划

 炼钢-连铸-热轧生产计划编制是一个多目标、多约束的复杂组合优化问题。从有利于多工序生产组织的角度,提出了一种可分工序独立编制工序计划,并且按铸轧衔接关系进行系统协调的一体化生产计划编制方法。即首先以铸坯作为热轧与炼钢-连铸不同工序生产阶段统一的生产计划对象,并将炼钢、连铸与热轧的生产目标和约束进行归类抽象,使得炼钢炉次计划、连铸浇次计划和热轧单元计划的制定模型具有内在的逻辑相关性;以缩小铸轧时间差作为铸轧界面衔接关系的协调控制目标,来优化连铸与热轧之间的生产衔接,进而获得一体化生产计划。采用某钢厂的生产订单数据和生产计划目标、约束条件,通过模型仿真计算与生产实绩数据的对比检验了该一体化生产计划编制方法的有效性。     

酸洗机组基础自动化控制模型

连续酸洗过程中的最优速度控制、活套套量控制及张力控制等对提高机组稳定性和生产节奏,改善带钢表面质量有极其重要的作用。针对1 740mm酸轧机组,基于罚函数原理建立了速度目标函数模型,用于酸洗速度设定计算;同时,通过活套入口、出口速度控制实现活套套量的同步控制,满足了酸轧机组对活套套量和张力的要求。建立酸洗过程张力设定计算模型,提高了张力控制精度和系统快速响应性能,实现了酸洗速度协调和节奏控制。实践证明,高精度的模型设定计算显著提高了高强钢连续酸洗后的表面质量和板形质量,使得高强钢生产成材率进一步提高,满足了工业生产需要。     

冷连轧过程中间厚度在线优化设定技术

为了提高冷连轧过程中轧制稳定性与模型计算精度,以宝钢1220五机架冷连轧机为研究对象,充分考虑到冷连轧过程的生产工艺特点,直接采用原始非线性负荷模型,在不做任何有损计算精度的数学简化的前提下,利用powell优化方法实现冷连轧过程中间厚度在线优化设定,不但提高了计算速度与计算精度,而且解决了计算过程中不收敛的问题,杜绝现场因模型问题而造成意外停机事故的发生,具有进一步推广应用的价值.     

热连轧仿真系统研究与应用

利用鞍凌1700热连轧生产线控制系统,进行了搭建热连轧实时仿真平台的研究。在该平台上采用数据分析法对热连轧AGC控制算法与轧制力预报模型仿真及优化进行了实例分析,通过控制系统与仿真平台的有机结合,实现了对控制系统算法及模型参数的离线调试,为热连轧系统的设计调试、参数优化乃至新钢种开发提供了新的手段,同时可节约大量试验费用。     

粗轧过程中轧制力和宽展的预测与分析

 板带轧制数学模型是实现自动控制的基础,高精度的数学模型是提升产品质量和市场竞争力的重要保障。在热连轧粗轧过程控制中,轧制力和宽展是关键参数,其模型精度不仅会影响粗轧轧制规程的设定,而且会影响最终热连轧带钢产品凸度。以矩形板坯热连轧粗轧过程为研究对象,针对轧制变形区建立了三维运动许可加权速度场,在此基础上充分考虑自然宽展效应,基于刚塑性材料的第一变分原理,采用可变上限积分法对塑性变形、剪切功率和摩擦功率进行积分获得变形区总功率泛函。利用Matlab优化工具箱对总功率泛函进行最小化,得到了轧制力、宽度分布的理论解。最后利用理论模型计算数据回归得到了板坯宽展及速度场中的加权系数模型。将基于所提出模型的轧制力和宽展预测值与现场实测值及部分有关学者所建立模型的预测值进行了对比,结果验证了所建立模型的准确性。研究得到的宽展模型和速度场加权系数表达式可以方便、灵活、快速地应用到粗轧现场中,为更高质量热连轧带钢产品的生产奠定了坚实基础。     

基于全局并行遗传算法的冷连轧机轧制策略优化研究

并行遗传算法把遗传算法隐含的并行性与计算机的高速并行性结合起来，极大地提高了搜索效率。介绍了全局并行遗传算法在冷连轧机轧制策略优化中的应用。结果表明，该方法能大大改善轧制策略的优化性能指标。     

冷连轧变形抗力模型的优化

采用原始静态变形抗力模型,并考虑入口、出口弹性变形轧制力对模型的道次影响系数,进行计算优化,建立了1个优化的变形抗力模型。2种模型的对比表明,优化的模型精度更高,提高了轧制力的计算精度。     

宽厚不锈钢复合板轧制力计算与参数影响分析

 对宽厚不锈钢复合板层间真空热轧制变形过程进行受力分析,将热轧变形区分成I、II两个区间,运用主应力法建立各个区间的力平衡方程,根据边界条件和屈服准则求出各变形区的长度和各变形区所受压力,建立轧制力计算数学模型,在此基础上分析轧制工艺参数对宽厚不锈钢复合板轧制区间内不同应力分布的影响规律。将实际参数代入轧制模型计算公式,应用Matlab编程求得理论计算值,并与实测值进行比较。研究结果表明：轧制力模型可用于预测轧制力的大小,满足工程要求,轧制复合过程研究有助于优化成形工艺、预测产品性能,为今后此类材料的研究开发提供了参考依据。     

基于连续曲面的轧制模型自学习方法

 针对基于层别数据的传统轧制模型自学习方法导致相邻层别上自学习系数跳跃大、不连续等问题,提出“机理模型＋特征点＋拟插值＋自学习”的轧制模型构建新机制,用多维空间连续曲面代替原来的层别,实现轧制模型结构的升级。构造用特征点表征的连续曲面,采用连续函数对空间中各个特征点上的自学习系数进行拟插值的方法,获得光滑曲面方程。从相邻层别不连续变为多维空间上连续可导,使模型自学习系数精确到空间任意点,对提升模型设定精度有质的突破。该模型自学习方法目前已成功应用于国内某大型热连轧机组变形抗力在线计算,实际生产应用表明,新方法上线后变形抗力与轧制力的预报精度显著提高,带钢因厚度超差导致的预封锁量减少了44%,满足热连轧带钢稳定轧制的生产要求。